鑄造車間MES解決方案

實地調(diào)研并充分了解鑄造車間的問題后提出實施方案，結(jié)合客戶提出的需求，從生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量控制以及物料管控方面，需要實現(xiàn)整合生產(chǎn)資源，平衡生產(chǎn)能力，減少在制品庫存，提高生產(chǎn)敏捷性等目標。

熔蠟鑄造MES是以鑄件生產(chǎn)為核心，以熔蠟模殼生產(chǎn)為輔助的車間，并以鑄件生產(chǎn)工藝路線為軸線進行全面的鑄件生產(chǎn)流程跟蹤與質(zhì)量管理。數(shù)據(jù)采集覆蓋了生產(chǎn)調(diào)度、鑄件生產(chǎn)、庫存管理整個流程，然后將數(shù)據(jù)匯總為報表和看板分析以提供數(shù)據(jù)支持。不僅在各工段生產(chǎn)過程中進行產(chǎn)品的生產(chǎn)跟蹤，還在型芯、模殼、鑄件入庫后進行庫位跟蹤，加強產(chǎn)品的可追溯性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量控制性，使得鑄造生產(chǎn)管理由原來的離散型管理變?yōu)榱魉€式管理。鑄件生產(chǎn)流程如圖1所示：

圖1 鑄件生產(chǎn)流程圖

方案結(jié)構(gòu)

鑄造車間生產(chǎn)管理方案總體結(jié)構(gòu)由兩部分組成，即車間管理層與現(xiàn)場生產(chǎn)層。兩層通過信息網(wǎng)絡為媒介進行通訊，以企業(yè)服務器為數(shù)據(jù)、信息存儲與讀取中心。

車間管理層。負責進行工藝制定、生產(chǎn)過程管理、生產(chǎn)計劃制定等。通過信息網(wǎng)絡與企業(yè)數(shù)據(jù)庫連接，負責鑄造產(chǎn)品的生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)與信息的接收和處理，并讀取現(xiàn)場生產(chǎn)層反饋的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、信息，進行生產(chǎn)過程管理、質(zhì)量監(jiān)控、工時核算、成本核算等。

現(xiàn)場生產(chǎn)層。執(zhí)行鑄件產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線，并進行鑄造產(chǎn)品質(zhì)量檢測與驗收，然后加工報工。生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)和工藝路線每一個工序質(zhì)量檢測結(jié)果都記錄在過程質(zhì)量跟蹤卡，通過車間終端網(wǎng)絡傳遞到服務器，反饋給車間管理層。該層主要由工藝路線卡片、派工單、流程質(zhì)量跟蹤卡、車間信息化設備組成?，F(xiàn)場的信息化設備主要包括車間客戶端、打印機、條碼掃描槍等。方案結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 方案結(jié)構(gòu)圖

方案業(yè)務流程

本方案業(yè)務流程主要包括：基礎數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理、現(xiàn)場生產(chǎn)、質(zhì)量跟蹤、庫存管理、過程管理、信息采集等。生產(chǎn)管理主要是生產(chǎn)計劃和訂單制定任務，基礎數(shù)據(jù)制定產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工廠物理數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、設備、原因代碼等。生產(chǎn)過程中，質(zhì)量跟蹤模塊與過程跟蹤模塊同時跟蹤現(xiàn)場生產(chǎn)模塊的生產(chǎn)情況，將跟蹤信息實時傳遞給信息采集模塊，信息采集模塊通過網(wǎng)絡傳遞給生產(chǎn)管理，生產(chǎn)管理模塊依據(jù)采集的信息對生產(chǎn)進行管理與控制。

本方案的業(yè)務流程還形成質(zhì)量反饋環(huán)與進度反饋環(huán)，質(zhì)量反饋環(huán)由質(zhì)量跟蹤、信息采集、生產(chǎn)管理、工藝路線組成；進度反饋環(huán)由過程跟蹤、信息采集、生產(chǎn)管理、工藝路線組成。由此不難看出，這兩個反饋環(huán)組成部分有公共之處，這將為實現(xiàn)生產(chǎn)信息集成與過程、質(zhì)量同步管理奠定基礎。方案業(yè)務流程如圖3所示：

圖3 方案業(yè)務流程圖

本方案業(yè)務流程簡潔，與傳統(tǒng)單據(jù)式管理相比較，省去了很多數(shù)據(jù)與信息的中間傳遞過程，使現(xiàn)場生產(chǎn)信息采集的過程簡化，耗時縮短，避免了傳遞環(huán)節(jié)多而導致生產(chǎn)信息不準確的問題。

鑄造車間MES主要功能

鑄造車間計劃管理

鑄造車間生產(chǎn)計劃來自于公司下達的年度生產(chǎn)計劃，車間再分解到每個工段的月度計劃，計劃員根據(jù)車間月生產(chǎn)計劃制定班組周生產(chǎn)計劃并下發(fā)。根據(jù)車間周生產(chǎn)計劃，工區(qū)長制定關鍵節(jié)點的日生產(chǎn)計劃，按照人員或者班組進行生產(chǎn)派工與生產(chǎn)準備，非關鍵節(jié)點則根據(jù)需求與生產(chǎn)節(jié)拍進行生產(chǎn)。

系統(tǒng)按照生產(chǎn)作業(yè)流程，收集現(xiàn)場加工進度，實時反饋每日計劃的完成情況，同時每周定點統(tǒng)計該周的計劃差額，周計劃員根據(jù)上周計劃差額制定下周計劃數(shù)。同理，系統(tǒng)會計算本生產(chǎn)月完成情況、計算月計劃差額，月計劃員根據(jù)在制數(shù)、庫存數(shù)和差額，制定下月的計劃數(shù)。生產(chǎn)計劃流程如圖4所示：

圖4 生產(chǎn)計劃流程圖

鑄造車間生產(chǎn)管理

生產(chǎn)任務主要是根據(jù)車間下達的計劃進行任務分配管理，包括派工與報工管理。派工管理需要涉及到生產(chǎn)工段管理。工段是一個車間內(nèi)按生產(chǎn)過程或者產(chǎn)品劃分的基層生產(chǎn)組織。鑄造車間分為五個工段，包含型芯工段、殼型工段、熔鑄工段、拋光工段、特種加工工段。

鑄造車間的生產(chǎn)過程，采用觸摸屏實現(xiàn)派工、報工以及數(shù)據(jù)收集。優(yōu)勢在于觸摸屏本身具有操作簡單，數(shù)據(jù)收集及時的特點。鑄造車間不同的人員擁有不同的角色權(quán)限，通過不同的RFID身份卡登錄系統(tǒng)，從而避免權(quán)限錯亂，數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤問題。

鑄造車間MES中，工段長接收到車間調(diào)度下達的每周生產(chǎn)計劃，根據(jù)車間的生產(chǎn)情況在觸摸屏和電腦終端制定每天的生產(chǎn)任務，同時派工到具體的人員或者班組、設備。而被派工的操作員在完成作業(yè)后，可用自己的RFID身份卡登錄系統(tǒng)，通過掃描條形碼識別工件或者查詢自己的生產(chǎn)任務，填入生產(chǎn)作業(yè)完成數(shù)和報廢數(shù)等，作為勞動工時核算依據(jù)。生產(chǎn)作業(yè)流程如圖5所示：

圖5 生產(chǎn)作業(yè)流程圖

現(xiàn)場看板或者觸摸屏也可實現(xiàn)生產(chǎn)信息的查詢功能，查詢當前待派工、已派工、已完工的作業(yè)任務，對于沒有完工的任務可進行派工修改。

 鑄造車間質(zhì)量控制

鑄造車間對于質(zhì)量管理，通常采用三檢制度：自檢、互檢與專檢，關鍵工序則采用100%檢驗。自檢與互檢過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，則通過MES將問題描述并上報，綜合看板上會展示上報問題，并發(fā)送通知給工段長和調(diào)度員進行問題處理。當檢驗員進行專檢時，檢驗員完成任務作業(yè)，進行數(shù)據(jù)采集，合格通過觸摸屏或者電腦終端進行報工與數(shù)據(jù)錄入，不合格則需要開具不合格品通知單進行處理。質(zhì)量管理流程如圖6所示：

圖6 質(zhì)量管理流程圖

物料庫存管理

鑄造車間物料庫存是生產(chǎn)的保障，關鍵物料都需要設定有一定量的安全庫存，以保障臨時突發(fā)情況。鑄造車間MES采用角色管控，庫存操作流程主要包含三種：入庫流程、出庫流程以及庫存品管理，主要涉及功能點為：入庫、盤點、庫存調(diào)整、出庫、退庫、票據(jù)打印、庫存統(tǒng)計等。

物料員入庫時接收實物與合格單，核實后才可登記MES；物料出庫時，必須接收配料請求與配料單，物料員可按照先進先出原則或者特定選取在MES進行出庫，同時打印出庫單，以保留數(shù)據(jù)追溯。庫存品管理也可支持退庫、庫損報廢、統(tǒng)計等操作。為方便操作與管理，鑄造車間采用了標簽標記物料，將實物條碼在觸摸屏MES中掃碼即可完成對應操作。物料庫存管理如圖7所示：

圖7 物料庫存管理圖

項目應用效果

通力有限公司在某發(fā)動機制造公司鑄造車間成功將MES部署與實施，本方案已經(jīng)較好的解決了熔蠟鑄造生產(chǎn)過程的管理與追蹤，提高了生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息獲取的即時性與準確性。實施成果與企業(yè)效益主要體現(xiàn)在如下幾點：

（1）生產(chǎn)作業(yè)管理：從生產(chǎn)任務派工到最終零件入庫各階段的生產(chǎn)過程控制，各環(huán)節(jié)的關鍵信息可實時查詢，提供了一個生產(chǎn)過程管理的實時信息系統(tǒng)。

（2）計劃調(diào)度管理：精確化的計劃與調(diào)度信息化管理平臺的實現(xiàn)，幫助企業(yè)減低成本，按期交貨。

（3）質(zhì)量管理：質(zhì)量數(shù)據(jù)實時、準確、完整記錄，在產(chǎn)品制造生命周期過程中生產(chǎn)信息與質(zhì)量數(shù)據(jù)高度透明并共享。

（4）物料庫房管理：建立起可追溯、可實時查詢、準確的物料管理平臺，為生產(chǎn)計劃的執(zhí)行提供準確信息，避免物料積壓或者缺料現(xiàn)象。

（5）報表與看板系統(tǒng)：形成豐富的數(shù)據(jù)報表與統(tǒng)計分析報表，為決策者快速做出調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)場各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)與質(zhì)量信息看板，可以直觀反映當前生產(chǎn)進度與生產(chǎn)異常情況。

結(jié)論

在外界巨大的競爭壓力下，很多企業(yè)為保持自身的競爭優(yōu)勢，滿足多樣化和個性化需求，通過引入先進的管理技術來提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本文研究的面向MES的精益生產(chǎn)方案，在車間的生產(chǎn)調(diào)度、庫存管理、生產(chǎn)作業(yè)、質(zhì)量管理等方面都實現(xiàn)了車間的精益化生產(chǎn)，為提高企業(yè)的信息化與競爭力，提供有力保證。

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